自然科学史研究201402-从文献记载追溯坩埚炼铁的源流_刘培峰(2)

山中出产［12］。还有学者认定遗址南侧的长方形炉坑是烧炼焦炭的设施［13］。

该玻璃作坊遗址出土的坩埚分为两种，一种是硝礶（炼玻璃的坩埚），高33厘米、口

12］，腹径28厘米、底径17厘米；另一种坩埚是直筒状，圜底，残高16厘米（［径18厘米、

534页）。前者因口径比腹径小而更像罐，而且还有盖，炼铁坩埚中从未见过这种结构。后者则与普通炼铁坩埚一样，只是尺寸大小不同而已，如盂县的炼铁坩埚高110厘米，内

［14］［15］径12厘米，外径14厘米；阳城的坩埚高60～100厘米，直径20～25厘米。总体来

两者的形制相似，虽然大小不同，用途却近似，同样是把炉料放入坩埚内，再把坩埚放说，

入炉中通过炉内燃料加热进行冶炼。炼琉璃的炉与坩埚炼铁炉也有同样的用途，不同的

［16］博山传统的玻璃炼炉只能放一个坩埚，而坩埚炼铁炉中可以同时放几十个甚至更是，

多数量的坩埚。总之，从考古证据和传统工艺调查两方面都说明古代博山炼玻璃采用坩埚内部放炉料，外部以燃料加热的熔炼技术，这也与《颜山杂记》中“硝，柔火也，以和内；

（［8］，7页）的记载相印证。原理和工艺上的共同性促使技术上礁，猛火也，以攻外”卷4，

的学习和借鉴，山西的坩埚炼铁法在传入山东博山之后，与当地的坩埚炼玻璃技术相结合，因焦炭各方面的性能优于煤，所以焦炭取代了原来的煤作为燃料，产生了以焦炭为燃料的坩埚炼铁技术。

3坩埚炼铁技术传入东北

坩埚炼铁技术在东北地区也有很长的历史，目前所见文献中对于该地区冶铁技术的来源主要有两种说法。李希霍芬认为东北地区的冶铁技术来自于山东，因为辽东的居民多半是来自山东的移民［17］。这种推测合乎常理，而且东北地区民间也传述着山东工匠在

［18］当地从事矿冶的回忆。日本相关人员在进行调查时，当地工匠都说坩埚炼铁是清初由

［19］山西工匠传入的。这种说法在笔者的调查中也得到了印证。由于缺乏确切的文献，很

难断定其真正的来源。

近代学者对东北地区冶铁技术的调查记录，主要集中在本溪地区。1870年前后李希霍芬在调查本溪地区时较为详细地记载了当地的坩埚炼铁技术，该技术是两步法坩埚炼

18］，96页），第一步使用坩埚，所用的燃料是焦炭（［第二步使用竖炉。几年之后，王铁，

正辅通过调查描述了竖炉的尺寸和效率。丁格兰在《中国铁矿志》中认为，李希霍芬和王正辅的调查内容之间已经间隔了一次技术变革，两个人所记的不是同一种技术。实际上两个人所记的是同一种技术，王正辅对竖炉的描述是两步法坩埚炼铁的第二步而已，这让

220自然科学史研究33卷丁格兰以为之前的坩埚炼铁技术已经不存在了。由于缺乏对冶炼技术的全面了解，丁格兰对王正辅关于当地冶铁效率的记录表示怀疑，因为王正辅记载，在竖炉中焦炭和矿石的

［20］而这种比率即使现代高炉也达不到。实际上，王正辅所记的应该是坩埚炼比例是2∶1，

铁第二步中焦炭与渣、铁混合物的比例，熔炼渣、铁混合物比冶炼矿石节省燃料。1910年左右日本相关人员所做的调查中非常详细地介绍了本溪地区的坩埚炼铁技术，与李希霍

20］，133页）。芬的记录的不同之处是第一步冶炼所用燃料是煤炭（［

从这些对技术的调查记录中可以看出，本溪地区的冶铁技术是典型的两步法，先用坩埚冶炼出渣、铁混合物，再用竖炉熔炼出较纯净的生铁。通过将技术分析与民间记忆相结合可以判断其来源，因为清前期的山西和山东都有这种两步法坩埚炼铁技术，但是山东博

而阳泉的两步法在第二步可以用坩埚也可以用竖炉，所以，本溪地山的两步法全用坩埚，

区的坩埚炼铁技术应该是从山西阳泉地区传入的。

清代，不仅山西铁器大量输入东北地区成为当地铁器的一个主要来源，而且山西的冶

：“凡铁工匠也把坩埚炼铁技术带入当地。本溪湖畔慈航寺道光七年（1827）的碑刻记载

”：“山西太原府盂县清池村张聚武施，我溪湖，铁矿、梅窑，利益无穷。该碑文末有正中黄

［21］。这说明当地的冶铁与山西人有紧密的联系，银十四两”而且碑中所提及锻帐幔一联，

的盂县也正好属于现在的阳泉地区。在阳泉地区也有多通碑刻反映两地之间的互动和交

如现存阳泉市郊区冶铁集中地荫营镇三都村寿圣寺的嘉庆九年《募化碑记》中就有：流，

“本溪湖张凤鸣施银二十两，。张添富施银三十两”

但是如果从燃料的角度来看，东北地区的坩埚炼铁技术还吸收了山东坩埚炼铁的技术要素。山西阳泉的两步法坩埚炼铁在第一步冶炼时坩埚外面加热所用的燃料是煤炭，而山东博山用的是焦炭，李希霍芬记载中本溪炼铁所用的燃料是焦炭。也就是说，冶炼方法来自山西，使用燃料的技术则可能来自山东。这应该是山西的坩埚炼铁技术在传入东北之后与传入东北的山东炼焦、坩埚炼铁技术相融合而产生的。而到了日本相关人员调查的时候，第一步冶炼所用的燃料则是煤炭，这时对煤炭的应用也进行了区分，碎块的烟煤与矿石相混合放入坩埚内，坩埚之外加热用的燃料则是无烟煤。这种变化可能是因为

省去了炼焦的过程，节约炼铁工匠在发现和掌握了当地无烟煤的特性之后用它代替焦炭，

了能源。然而，使用焦炭的技术因素也没有完全消失，当地的工匠有时也在坩埚内添加一些焦炭碎末。

以本溪地区为代表的东北冶铁是以山西阳泉地区传入的两步法坩埚炼铁技术为主体，同时在燃料方面吸收了山东炼铁的技术因素，并在实践中与当地资源相结合不断地发展和改进。

4结论

成书于康熙四年（1664）的《颜山杂记》是目前所见最早记载坩埚炼铁技术的著作。该书中所记山东博山炼铁技术是康熙二年由山西阳泉地区传入的，传入之后吸收了当地焦炭冶炼琉璃的技术，形成了以焦炭为燃料的坩埚炼铁技术。成书于乾隆十八年（1753）《博山县志》的全面、准确地记载了这项技术。

2期刘培峰等：从文献记载追溯坩埚炼铁的源流221传入山东博山的炼铁技术是山西阳泉地区两步法坩埚炼铁技术两种类型中的一种，即两步都使用坩埚。同样是在清初，阳泉地区的另一种两步法坩埚炼铁技术（先用坩埚

并与来自山东的炼铁技术因素相结合形成当后用竖炉）传入以本溪为代表的东北地区，

地的冶铁方法，这种方法在与当地资源相结合的过程中不断地发展、进步。

参

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21考文献JosephNeedham．TheDevelopmentofIronandSteelTechnologyinChina［M］．London：TheNewcomensociety，1956．47．．上海：上海人民出版社，1982.80．杨宽．中国古代冶铁技术发展史［M］2009．296．何堂坤．中国古代金属冶炼和加工工程技术史［M］．太原：山西教育出版社，M］．沈阳：东北大学出版社，2005.73．姜茂发，车传仁．中华铁冶志［——铜和铁造就的文明［M］．郑州：大象出版社，1999．429．华觉明．中国古代金属技术—M］．卷23．1859（咸丰九年）刻本．5．毛永柏．青州府志［M］．卷4上．1753（乾隆十八年）本．6．富甲．博山县志［M］．卷4.1678（康熙十七年）刻本．3．孙廷铨．颜山杂记［M］．上册．太原：山西科学技术出版社，2002.282．山西大学科学技术哲学研究中心．山西科技史［M］，卷7·物产//天一阁藏明代志选刊·青州府志． …… 此处隐藏：3008字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……